蜗杆与轮系设计等

1、第十一章第十一章 蜗轮蜗杆传动蜗轮蜗杆传动一、组成、功能一、组成、功能蜗杆蜗轮组成n二、特点二、特点结构：中间平面 齿条齿轮整体：螺旋传动双重特性功能：用来传递空间互相垂直而不相交的两轴间的运动和动力的传动机构；交错轴，90； 3齿宽系数：直齿圆锥齿轮传动，因轮齿由大端向小端缩小，载荷沿齿宽分布不均匀，R不宜取得太大，一般取R=0.150.35。传动比大时 ， R=0.250.30. 2齿数z 锥齿轮不产生根切的齿数比圆柱齿轮少， 。 常取小轮齿数 。cos17minz201z （三）主要参数选择 1模数m 大端模数m为标准值，模数过小加工、检验都不方便，一般取 m 2mm。4. 分度圆锥角

2、221tanzz四四 蜗杆传动的受力分析蜗杆传动的受力分析 与斜齿轮受力相似，不考虑摩擦力时作用于齿面上的法向力可分解为圆周力Ft 、径向力Fr 和轴向力Fa ： tan222t2r1r222t1a2a111 tFFFdTFFFdTF作用力大小：作用力方向：2a1 tFF2t1aFF2r1rFF主动轮Ft1与v1反向；从动轮Ft2与v2同向；r 指向各自轮心；主动轮a1用左右手定则判断：左旋用左手，右旋用右手，四指弯曲与主动轮转向一致、大拇指伸直指向轴向力方向。 失效形式失效形式 蜗杆传动中，由于材料和结构上的原因，蜗杆螺旋部分的强度总是高于蜗轮轮齿的强度，所以失效常发生在蜗轮轮齿上。 蜗杆传

3、动中蜗杆与蜗轮齿面间的相对滑动速度较大，效率低，摩擦发热大，其主要失效形式是蜗轮齿面产生胶合，点蚀及磨损。在一般闭式传动中容易出现胶合或点蚀，开式传动中主要是轮齿的磨损和弯曲折断。 设计准则设计准则 根据蜗杆传动的失效形式和工作特点，对于闭式蜗杆传动，通常是按齿面接触疲劳强度进行设计，而按齿根弯曲疲劳强度进行校核，此外，对于连续工作的闭式蜗杆传动，还应作热平衡核算；对于开式传动，通常只需按齿根弯曲疲劳强度进行设计；对蜗杆来说，主要是控制蜗杆轴变形，应对其进行刚度计算。 蜗杆一般是用碳素钢或合金钢制成。 高速重载且载荷变化较大的条件下，常用20CrMnTi 、 20Cr等，经渗碳淬火，5863H

4、RC； 高速重载且载荷稳定的条件下常用45钢、40Cr等，经表面淬火，4555HRC； 对于不重要的传动及低速中载蜗杆，可采用45钢调质，220250HBS。12.9.3 蜗杆传动的材料选择及蜗轮常用材料蜗杆传动的材料选择及蜗轮常用材料的许用应力的许用应力 蜗杆材料蜗杆材料 蜗轮常用材料为青铜和铸铁。 锡青铜（ZcuSn10Pb1）的抗胶合和耐磨性能好，允许的滑动速度v25m/s，易于切削加工，但价格较贵； 滑动速度较低的传动，可用铝铁青铜ZcuAl10Fe3，它的抗胶合能力远比锡青铜差，但强度较高，价格便宜，一般用于 v4m/s的传动； 铸铝青铜适用于v10m/s ； 在低速轻载或不重要的传

5、动中，蜗轮可用灰铸铁（HT200或HT300）制造，允许v2m/s 。蜗轮材料蜗轮材料蜗轮常用材料及许用应力蜗轮常用材料及许用应力材料牌号材料牌号铸造方法铸造方法适用的滑适用的滑动速度动速度vs /(m/s)许用接触应力许用接触应力 H H/MPa/MPa滑动速度滑动速度vs /(m/s)0.50.51 12 23 34 46 68 8ZCuSn10Pb1ZCuSn10Pb1砂模砂模金属模金属模2525134134200200ZCuSnPb5Zn5ZCuSnPb5Zn5砂模砂模金属模金属模离心浇铸离心浇铸1212128128134134174174ZCuA19Fe3ZCuA19Fe3砂模砂模金

6、属模金属模离心浇铸离心浇铸10102502502302302102101801801601601201209090HT150(120HT150(120150HBS)150HBS)HT200(120HT200(120150HBS)150HBS)砂模砂模221301301151159090注：注：1.1.表中表中H 是蜗杆齿面硬度是蜗杆齿面硬度350HBW350HBW条件下的值，若条件下的值，若350HBW350HBW时时H 需降低需降低15%15%20%20%。 2.2.当传动短时工作时，可将表中锡青铜的当传动短时工作时，可将表中锡青铜的H 值增加值增加40%40%50%50%。12.9.4 蜗

7、杆传动的强度计算蜗杆传动的强度计算 由失效形式和设计准则可知，在进行蜗杆传动的强度计算时，只需作蜗轮轮齿的强度计算。 1.1.蜗轮齿面接触强度计算蜗轮齿面接触强度计算 蜗杆传动可以近似地看作齿条与斜齿圆柱齿轮的啮合传动，并考虑蜗杆和蜗轮齿廓特点，可得齿面接触疲劳强度的校核公式和设计公式。H221222212H500500ZdmKTddKT校核公式校核公式22212)500(KTZdmH设计公式设计公式2蜗轮轮齿的弯曲疲劳强度蜗轮轮齿的弯曲疲劳强度 蜗轮轮齿弯曲疲劳强度所限定的承载能力，大都超过齿面点蚀和热平衡计算所限定的承载能力。只有在少数情况下，例如在强烈冲击的传动中，或蜗轮采用脆性材料时，

8、计算其弯曲强度才有意义。需要计算时可参考有关书籍。WttSHad02CorCSPttda80801100001）加散热片；2）风扇；3）冷却管；d箱体表面传热系数；8.1517.45S箱体表面积；t0油的工作温度；ta周围空气的温度；习题： 蜗轮蜗杆传动蜗轮蜗杆传动一、选择题1、当两轴线 时，可采用蜗杆传动。（1）平行；（2）相交；（3）垂直交错；2、在蜗杆传动中，通常 为主动件。（1）蜗杆；（2）蜗轮；（3）蜗杆或蜗轮都可以；313、蜗杆传动的失效形式与齿轮传动相类似，其中 最易发生。（1）点蚀与磨损；（2）胶合与磨损；（3）轮齿折断与塑性变形；4、蜗杆传动中，轮齿承载能力的计算主要针对 来进行的。（1）蜗杆齿面接触强度和蜗轮齿根抗弯强度；（2）蜗轮齿面接触强度和蜗杆齿根抗弯强度；（3）蜗杆齿面接触强度和齿根抗弯强度；（4）蜗轮齿面接触强度和齿根抗弯强度；5、对闭式蜗杆传动进行热平衡计算，其主要目的是为了 。（1）防止润滑油受热膨胀后外溢，造成环境污染；（2）防止润滑油温度过高而使润滑条